شاخص ژئومورفیک

تکتونیک ژئومورفولوژی به عنوان دانشی ارزشمند در بررسی زمین ساخت پویاست که میتواند تاثیر تکتونیک فعال را بر رودخانه مشخص نماید. مطالعات مورفومتری به عنوان سنجش و توصیف کمی شکل ها و چشم اندازهای زمین تعریف شده اند. اندازه گیری های کمی شرایطی را فراهم می آورد تا با استفاده از آن ها به شناسایی وضعیت مناطق دارای تکتونیک فعال پرداخته شود. استخراج شاخصهای ژئومورفیکی با استفاده از مدل های ارتفاع رقومی در محیط GISدر دو دهه گذشته، روشی سریع و دقیق در تحلیل حوضه زهکشیبوده است. به طوری که از این شاخص ها برای ارزیابی سریع فعالیت تکتونیکی اخیر در یک ناحیه خاص استفاده شده است.در این مطالعه زمین ساخت فعال البرز غربی درحوضه سپیدرود با اندازهگیری هفت شاخص ژئومورفولوژی ناهنجاری سلسله مراتبی (Da)، انشعابات (R)، انتگرال و منحنی فرازسنجی (Hi)، برجستگی نسبی (Bh)، تراکم زهکشی (Dd)، ضریب شکل (Ff) و گرادیان طولی رود (SL) مورد ارزیابی قرار گرفت. ابتدا با استفاده از مدل ارتفاعی رقومی؛ حوضهها و آبراهه های منطقه مورد مطالعه استخراج شد. پس از محاسبه شاخصها در هر حوضه، فعالیت زمین ساختی آن به پنج رده تقسیم گردید. سپس برای هر شاخص نقشه پهنه بندی سطح فعالیت زمین ساختی اخیر در گستره مورد مطالعه ترسیم شد. در نهایت شاخص زمین ساخت فعال نسبی (Iat) به منظور تعیین سطح فعالیت زمین ساختی کل محاسبه گردید و منطقه مورد مطالعه به چهار رده فعالیت زمین ساختی بسیار بالا، بالا، متوسط و کم تقسیم شد. شاخص های اندازه گیری شده در هر زیرحوضه نشان می دهد که در زیرحوضه های منطبق بر گسل های منجیل، جیرنده، درفک و دیلمان و همچنین مناطق با تراکم گسلی بالا شاخص های اندازه گیری شده مقادیر بالایی را نشان می دهند که نشان دهنده تأثیر گسل های مذکور بر منطقه مورد مطالعه است.

استخراج شاخص های ژئومورفیکی با استفاده از مدل های ارتفاع رقومی در محیط GIS طی دو دهه گذشته، روشی سریع و دقیق در تحلیل لندفرم ها بوده است؛ به طوری که از این شاخص ها برای ارزیابی سریع فعالیت های تکتونیکی اخیر در ناحیه ای خاص استفاده شده است. در این مطالعه، زمین ساخت فعال گنبدهای نمکی جنوب شرقی زاگرس در منطقه لار فارس با اندازه گیری شاخص انتگرال هیپسومتری (Hi)، برافراشتگی (Bh)، شاخص دایره واری (Rc)، کشیدگی (Bs)، تراکم زهکشی (Dd)، نسبت انشعاب (Rb)، شاخص میانگین طول آبراهه درجه یک (LN1)، فرکانس آبراهه (Fs)، نسبت عرض به طول مخروط (W/L) و زاویه جاروب (S) ارزیابی شد. نخست با استفاده از مدل ارتفاعی رقومی، اطلاعات توپوگرافی منطقه پژوهش استخراج شد. پس از محاسبه شاخص ها در گنبدهای نمکی این نتیجه به دست آمد که بیشترین ضریب همبستگی بین پارامتر انتگرال هیپسومتری و مساحت گنبد است و این امر نشان می دهد شاخص هیپسومتری، شاخصی کارآمد برای طبقه بندی گنبدها ازنظر جوانی و پیری است. میانگین طول آبراهه درجه یک نیز، شاخصی مناسب برای تقسیم بندی گنبدها ازنظر جوانی و پیری است. شاخص تراکم زهکشی و نسبت انشعابات، فرکانس زهکشی، شاخص های مخروط افکنه های اطراف گنبدها نظیر زاویه جاروب، نسبت عرض به طول و شیب، رابطه معناداری با شاخص هیپسومتری ندارند؛ دلیل این امر، ساختار پیچیده گنبدهای نمکی و حرکت آنهاست.

منطقه پرجمعیت رودبار در شمال ایران، بدلیل شیب های تند توپوگرافی، مصالح سست پوشاننده شیب ها، فازهای تکتونیکی فعال، ساخت وساز جاده و راه آهن، ازمناطق مستعد رخداد زمین لغزش است. در این پژوهش، درفاز اول براساس پیمایشهای زمینی، نقشه زمین شناسی درمقیاس1:25000، تصاویر ماهواره ای و دیگر داده های منطقه رودبار،محدوده و وضعیت زمین لغزش های منطقه شناسایی شد؛ عوامل ساختاری و وزنی( باربرداری شیب) بیشترین تاثیر در وقوع این رخداد را داشته و محرک اصلی در بیشترآنها، عامل ساختاری است. این مهم نیاز به تعیین و چگونگی فعالیت های تکتونیکی برای پیش بینی و کنترل پدیده زمین لغزش در زیرساخت های عمرانی و زیست محیطی منطقه رودبار را ضروری مینماید. از این رو درفاز دوم پژوهش، از شاخص های ژئومورفیک سینوزیته جبهه کوهستان( Smf )، نسبت پهنای دره به ارتفاع دره( Vf )،شیب طولی رودخانه( SL )، شکل حوضه( Bs ) و عدم تقارن حوضه زهکشی( Af ) استفاده شد. سپس نتایج شاخص ها، به صورت شاخص فعالیت تکتونیک نسبی( LAT )نشان داد که بیشتر زیرحوضه ها دارای فعالیت تکتونیکی شدید و متوسط است.از نظر گستردگی، طبقه شدید با مساحت 05/195 کیلومتر مربع (21/67 درصد) ازکل مساحت منطقه را دربر می گیرد. تلفیق مکانی پهنه های زمین لغزش های شناسایی شده در بخش اول پژوهش با پهنه های تکتونیکی استخراج شده در بخش دوم پژوهش، انطباق این پهنه ها در دو طبقه نشان می دهد. پهنه های رخداد زمین لغزش های فتلک، لویه، رودبار، فیلده، در پهنه هایی با فعالیت تکتونیکی شدید قرار گرفته و زمین لغزش های دشتگان، طلابر، تکلیم، نصفی، دولت آباد، هرزویل در پهنه های فعال تکتونیکی متوسط واقع شده است. برای جلوگیری ازخسارات آتی رخداد زمین لغزش و ارایه گزارش های دقیق تر برای هرگونه فعالیت عمرانی و زیست محیطی درمنطقه رودبار باید مطالعات تفصیلی مهندسی و زمین شناسی درمقیاس های بزرگ تر انجام گیرد.

ریخت زمین ساخت اشکال ایجاد شده بر روی زمین که بر اثر مکانیسم های زمین ساختی ایجاد شده اند را مورد مطالعه قرار می دهد. به منظور بررسی زمین ساخت فعال از شاخص های ریخت زمین ساختی حوضه آبریز استفاده می شود. منطقه مورد مطالعه بخشی از حوضه آبریز سفیدرود می باشد. با توجه به این که تاکنون در گستره مورد بررسی ارتباط بین زمین ساخت فعال و ژئومورفولوژی مورد مطالعه قرار نگرفته است، بنابراین بررسی مورفومتری به منظور شناسایی تأثیر زمین ساخت فعال بر منطقه ضروری به نظر می رسد. با تعیین فرآیندهای فعال در حوضه قروه- دهگلان، میتوان تا حدودی از خسارت های ناشی از بلایای طبیعی مانند سیل و زلزله جلوگیری کرد. در این تحقیق حوزه آبریز قروه- دهگلان با استفاده از پنج شاخص ژئومورفیک برجستگی نسبی (Bh)، شاخص تراکم زهکشی (Dd)، شاخص ضریب شکل (Ff)، انتگرال و منحنی هیپسومتری (Hi) و شاخص گرادیان طولی رود (SL) مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا با استفاده از نرم افزار Arc GIS و افزونه Archydro زیر حوضه ها و آبراهه های گستره مورد مطالعه استخراج گردید. برای محاسبه شاخص ها در هر زیر حوضه از نقشه های توپوگرافی با مقیاس 1:25000، نقشه های زمین شناسی 1:100000 و مدل رقومی ارتفاعی (DEM) 30 متر استفاده شد و برای هر شاخص نقشه پهنه بندی در گستره مورد بررسی در پنج رده تهیه گردید. در نهایت با توجه به مقادیر محاسبه شده برای هر شاخص، شاخص زمین ساخت فعال نسبی (Iat) برای هر زیرحوضه محاسبه گردید. با توجه به شاخص (Iat) نقشه پهنه بندی سطح فعالیت زمین ساختی کل رسم شد و گستره مورد بررسی به چهار رده فعالیت زمین ساختی بسیار بالا، بالا، متوسط و کم تقسیم گردید. نتایج حاصل از این پژوهش فعالیت زمین ساختی بالا را در منطقه مورد مطالعه نشان می دهد که به دلیل فعالیت گسل های موجود در منطقه می باشد. از مهم ترین گسل های واقع در منطقه می توان گسل های بنه-آباد، سورمه علی، پریشان، گسل محمودآباد، گسل سیاه و گسل خلخال را نام برد.

مطالعات بسیاری بر روی حوضه ها و شبکه ی آبراهه ها با استفاده از شاخص های ریخت سنجی صورت گرفته است که حکایت از کارایی آن ها در شناسایی مناطق فعال دارد. هدف از این مطالعه تعیین زمین ساخت فعال در حوضه سعادت آباد با استفاده از پنج شاخص ریخت سنجی عدم تقارن حوضه زهکشی (Af)، برجستگی نسبی (Bh)، ضریب شکل (Ff)، انتگرال و منحنی فرازسنجی (Hi) و گرادیان طولی رود (SL) می باشد. برای انجام این پژوهش از نرم افزار GIS، مدل رقومی ارتفاعی (DEM) با دقت 30 متر و نقشه های زمین شناسی، برای استخراج زیرحوضه ها، آبراهه ها و ساختارهای اصلی منطقه استفاده شده است. در نهایت نیز شاخص زمین ساخت فعال نسبی (Iat) جهت تعیین سطح فعالیت زمین ساختی کل منطقه به دست آمد. بررسی و تجزیه و تحلیل این شاخص ها همراه با گسل های واقع در منطقه، فعالیت زمین ساختی اخیر این منطقه را تایید می کند. به گونه ای که در زیرحوضه 6 منطبق بر گسل آونجان، زیرحوضه 8 منطبق بر گسل موسی خانی، زیرحوضه های 1 و 5 منطبق بر بخش هایی از گسل رودخانه سیوند و زیرحوضه های 12 و 19 منطبق بر گسل های واقع در جنوب گستره مورد بررسی، مقادیر بالایی از شاخص زمین ساخت فعال نسبی را شاهد هستیم که به دلیل فعالیت گسل های مذکور و تأثیر آن ها بر منطقه می باشد. در حدود 8/37 درصد از مساحت گستره مورد مطالعه فعالیت زمین ساختی نسبی بالا و 8/19 درصد فعالیت زمین ساختی نسبی متوسط را دارا می باشد. در کل میتوان گفت حوضه آبریز سعادت آباد دارای فعالیت زمین ساختی متوسط به بالا است و بخش های شمالی، شمال غربی، میانی و جنوبی منطقه فعال تر از بخش های دیگر هستند.

امروزه فرونشسست به عنوان عامل مهمی در از بین رفتن منابع آب و خاک هم از لحاظ کمی و هم از لحاظ کیفی به شمار می رود. پیشتر این رویداد در مناطق خشک و نیمه خشک به علت برداشت آب زیرزمینی و تغذیه ناکافی منابع زیرسطحی، امری عادی بود. اما در حال حاضر این رویداد در دشت-های مناطق معتدل، با ورودی آب تغذیه ای مناسب اتفاق می افتد. دشت خانمیرزا از جمله دشت های مناطق سرد و معتدل ایران است که با میانگین بارش 500 میلیمتر در سال و تغذیه کافی از لحاظ وجود منابع سطحی، رویداد فرونشست هم اکنون در آن با روند سریعی در حال اتفاق است. بدین منظور با هدف ارزیابی فعالیت تکتونیکی منطقه در ایجاد پدیده فرونشست از برخی شاخص های ژئومورفیک مانند شاخص شکل حوضه(BS)، گرادیان طولی رودخانه(SL)، عدم تقارن حوضه زهکشی(AF)، شاخص تقارن توپوگرافی معکوس(T)، شاخص انتگرل هیپسومتری(H) فرونشست منطقه از لحاظ تکتونیکی مورد مطالعه قرار گرفت. همین طور با استفاده از تداخل سنجی راداری نرخ فرونشست مشخص شد. بررسی این شاخص ها نشان داد که شاخص های، شکل حوضه(BS)، گرادیان طولی رودخانه(SL)، عدم تقارن حوضه زهکشی(AF)، شاخص تقارن توپوگرافی معکوس(T) ، بیانگر تکتونیک فعال در منطقه است. فعالیت های زمین ساخت باعث کشیدگی دشت و نامتقارن شدن دو طرف رود اصلی شده است. همین طور نتایج مربوط به تداخل سنجی راداری در بازه دوساله بیانگر این است که به موازات فرونشست( با نرخ 9 سانتیمتر) در بخش هایی از دشت، بخش های دیگر با بالاآمدگی( با نرخ 21 سانتیمتر) مواجه است.